城市化是现阶段人类社会发展的显著特征,快速城市化伴随着土地覆被的剧烈变化,城市建筑和不透水面迅速增多,继而引发城市热环境问题。城市热岛会加速城市能源消耗和空气污染,极大影响城市居民的健康,解决城市发展过程中的热环境问题是城市可持续发展的必然要求。高效准确地获取城市土地覆被信息,分析城市土地覆被类型与地表温度的时空变化特征及相关关系,可以为城市规划和建设提供参考,协调城市化与热环境问题之间的矛盾,促进城市的可持续发展。局部气候区（Local Climate Zone,LCZ）体系满足城市热环境研究和城市规划相结合的诉求。LCZ框架下的城市热岛研究是近年来的研究热点,但大多研究集中在单一时间尺度下的LCZ与城市热岛研究,且城市建筑类型表面光谱信息复杂,高精度的LCZ制图存在一定的难度。本研究的重点在于提高中分辨率下的LCZ制图精度,并进行长时间尺度下的城市LCZ与地表温度时空变化定量研究,分析不同时间下的LCZ各类型地表温度的分布特征和时空变化。本研究以上海市为研究区,首先结合2008年Landsat 5 TM光谱影像和双极化PALSAR数据,2020年Sentinel-2 MSI多光谱数据和双极化PALSAR-2数据,采用局部气候区体系和随机森林分类器生成上海市两期LCZ分类图,并评价其分类精度,进而分析上海市2008-2020年的LCZ时空变化。然后,对2008年Landsat 5 TM以及2020年Landsat 8 OLI/TIRS影像数据使用大气校正法进行地表温度反演,获取2008年和2020年上海市白天地表温度图,通过Landsat地表温度产品以及ASTER数据分别获取上海市不同月份白天和夜间地表温度,分析上海市LCZ与地表温度时空分布及相关关系。研究结果表明:（1）2008年和2020年上海市LCZ分类结果的总体精度分别为80.4%和75.35%。自然覆被类型与建筑类型之间混淆程度较低,高层建筑与低层建筑之间的混淆程度较低,但同等高度建筑类型之间以及低矮植被与灌木和矮树之间混淆程度较高。结合光谱影像和合成孔径雷达数据可以有效提高建筑类型的分类精度,图像分辨率的提升可以提高裸露的岩石或道路的分类精度。（2）2008-2020年,上海市LCZ各类型面积变化明显,其中开阔高层建筑以及裸土或沙增加最为显著,低矮植被减少显著。密集高层建筑、开阔中层建筑、茂密树木、灌木和矮树、水体均有所增加,密集中层建筑、密集低层建筑、开阔低层建筑、工业厂房均有所减少。2008-2020年,上海市LCZ各类型转移主要表现为建筑类型之间的转移,植被类型之间的转移,植被类型转化为建筑类型、裸土或沙以及裸露的岩石或道路,裸露的岩石或道路转化为建筑类型。（3）上海市建筑类型白天平均地表温度普遍高于自然覆被类型,密集建筑类型总体高于开阔建筑类型。2008年和2020年上海市LCZ各类型平均地表温度分布特征总体一致,但2020年LCZ类间地表温差较2008年更明显。上海市不同月份地表温度变化明显,春夏季节中心市区热岛效应显著,地表温度明显高于郊区,春夏季节LCZ各类型地表温差较秋冬季节大。上海市LCZ各类型不同月份白天平均地表温度分布特征整体一致,建筑类型白天平均地表温度整体始终高于自然覆被类型,密集建筑和工业厂房的平均地表温度较高,水体和植被类型较低。上海市中心市区夜间地表温度高于郊区,建筑类型夜间平均地表温度总体高于自然覆被类型,但相对于白天整体温差变小。建筑类型中,密集高层建筑夜间平均地表温度最高,中高层建筑类型高于低层建筑。自然类型中,水体夜间平均地表温度最高,植被类型在所有类型中地表温度最低,相对于白天,三种植被类型平均地表温度在夜间呈现出相反的分布特征。不同时期上海市LCZ各类型地表温度差异及变化受到植被覆盖度,土地覆被变化以及人类生活和生产行为等多种因素影响。